分步负载金属法制备铁钴双金属位点高效氧还原电催化剂

过渡金属和氮掺杂的碳(M-N-C)由于优异的电催化活性以及较低的生产成本,成为铂基催化剂的替代。然而,目前的M-N-C催化剂通常涉及金属盐、含氮物质和碳载体的结合,在经过热处理和酸洗过程后得到的催化剂在活性位点密度和传质能力上性能不足。采用分步负载金属法制备了Fe、Co双金属掺杂的M-N-C催化剂。利用Zn2+和Co2+的竞争效应,成功合成了小尺寸且均匀的Zn-Co-ZIFs双金属沸石咪唑骨架。随后,在不形成金属团簇的前提下将最大量的Fe原子嵌入C-Zn-Co-ZIFs-H+前体结构中,使其在热解后能产生大量的FeCo—Nx活性位点。这种改进显著增加了FeCo-N-C-2催化剂中Fe活性位点的含量(1.9%,质量分数),并深度优化了其微孔和介孔结构(860 m^(2)·g^(-1))。该催化剂在0.1 mol·L^(-1) HClO_(4)和0.1 mol·L^(-1) KOH溶液中,氧还原反应(ORR)活性展现出了0.806 V和0.921 V的半波电位,并分别在50000、45000 s恒定电位测试后保持了91.21%和95.32%的活性。将其组装于质子交换膜燃料电池(PEMFCs)和碱性锌-空气液流电池(ZAFBs)中,峰值功率密度分别达到了746、164 mW·cm^(-2),显示出优越的性能。

负载金属基活性炭纤维对一氧化氮和一氧化碳的吸附及催化性能研究

采用浸渍法制备了钯和铜化合物为主的系列金属基活性炭纤维 ,用气相色谱等手段对所制金属基活性炭纤维对一氧化氮和一氧化碳的吸附和催化性能进行研究。实验结果表明 :负载二价钯的活性炭纤维对一氧化碳有突出的吸附能力 ,随着钯载负量增大 ,样品对一氧化碳的吸附容量增加 ,动态吸附穿透时间延长。采用铜 /钯混合物负载比用单组份钯可提高对一氧化碳的动态吸附效率 ,节省钯的用量。经 40 0℃热处理的负载钯活性炭纤维在30 0℃以上的催化温度对 CO/NO混合气体有很高的催化转化率 ,在合适条件下达 1 0 0 %。当钯的使用量相同时 ,钯 /铜活性炭纤维比单组份钯负载活性炭纤维催化效率更高一些。钯 /铜活性炭纤维催化剂连续使用 70 h后催化效率仍然保持 1 0 0 %。

树脂负载金属离子固体酸催化合成乙酸乙酯动力学研究

测定了43～63℃自制负载金属离子的阳离子交换树脂催化乙酸与乙醇的酯化反应时,催化剂用量、乙酸乙酯或水的初始浓度对酯化反应的影响。根据实验所得的动力学数据,用阻尼最小二乘法获得了实验条件范围内乙酸与乙醇的催化酯化反应动力学方程:-rA=-dcAW0)/(1-0.4091cE0+0.1037c2E0)]·dt=cc[(1+0.1451cW0-0.09473c2exp(-44438/RT)(224.43cAcB-56.92cEcW)

负载金属分子筛类催化剂上HC-SCR研究进展

烃类化合物选择性催化还原氮氧化物(HC-SCR)是一种极具应用前景的烟气脱硝技术,负载金属分子筛类催化剂因催化活性高而在HC-SCR领域得到广泛研究。该文简要总结了分子筛催化剂HC-SCR反应的机理,介绍了载体类型、负载金属、制备方式、还原剂、H_2O和SO_2对催化剂活性的影响。最后对负载金属分子筛催化剂在HC-SCR技术应用研究进行了展望。

胶原纤维负载金属离子对氟的吸附性能研究

以胶原纤维为基质，利用Zr（Ⅳ）、Al（Ⅲ）和Fe（Ⅲ）能与其形成配合物的特性制备吸附材料，并研究了该吸附材料对水溶液中氟离子的吸附特性。结果表明，在pH4～9范围内，胶原纤维负载Zr（ZrCF）、Al（AlCF）和Fe（FeCF）对氟离子：具有较强的吸附能力，吸附容量大小顺序为：ZrCF〉AlCF〉FeCF。在303K时，3种吸附材料对F^-的平衡吸附容薰分别为57．94mg／g、31．84mg／g和15．24mg／g，对氟离子的吸附等温线均符合Langmuir方程。ZrCF对氟离子的吸附动力学可以用拟二级速度方程来描述，计算得到的平衡吸附量与实测平衡吸附量非常吻合。用0．05mol／L氢氧化钠溶液进行解吸时，其解吸率达97％。

石墨烯负载金属催化剂的制备及研究现状

综述了石墨烯负载金属催化剂的主要制备方法,详细介绍了化学还原法、电化学沉积法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法和溶剂热法的原理及研究现状,并对石墨烯负载金属催化剂的研究进展进行了展望。

负载金属饮水除砷材料的研究

目的 研究负载金属多孔材料对饮水中砷的去除效果。方法 以活性炭、活性氧化铝、硅胶、大孔树脂等多孔材料为载体 ,以铁盐、锆盐等为活化试剂制备负载金属除砷材料 ,考察材料制备条件及材料的静态和动态除砷作用。结果 选择以活性炭为载体材料、硝酸铁为活化试剂制备饮水复合除砷材料。按现行规范砷限值为 0 0 5mg L计算 ,试验的载铁活性炭材料对于三价砷浓度为 0 2 84mg L和五价砷浓度为0 2 5 4mg L模拟饮水 ,除砷容量分别可达 2 94mg g和 2 5 6mg g。

分子筛负载金属催化剂液相加氢脱芳烃研究

以微孔沸石（HY、HUSY、Hp及中孔分子筛（SBA-15、MCM-41）为载体制备了负载金属Ru、Pt及Pd催化剂。以0．06％苯的正己烷溶液及6^#溶剂油（苯质量分数为0．06％，S质量分数为5μg／g）为反应物，在反应温度293～353K、总压力0．5～3．0MPa条件下，考察了载体、金属类型及反应条件对在有／无硫存在时苯的液相加氢活性的影响。结果表明，负载金属的分散度及载体的酸性共同决定着催化剂的性能，即在比表面积较大的SBA15及MCM-41上可获得较高的负载金属分散度和相应的苯加氢活性的催化剂。而在酸性较强的HUSY及Hβ上负载金属所获得的催化剂具有较强的抗硫性。Ru与Pt具有单位质量等同的加氢能力，并且Ru具有更好的抗硫性能。当反应温度为313K和压力为1．0MPa时，Ru负载催化剂表现出最佳的加氢活性和抗硫性能。

负载金属对WO_3-TiO_2光催化剂结构与催化性能的影响

用溶胶-凝胶和浸渍-还原相结合的方法制得M/WO_3-TiO_2(M=Pd,Cu,Ni,Ag)光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、红外(IR)、程序升温脱附(TPD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)和光反应器等技术研究了复合半导体负载金属的物相结构、光吸收性能和光催化反应性能.结果表明:金属负载在复合半导体上延迟了TiO_2由锐钛矿向金红石相转化,增强W与载体TiO_2的相互作用,使TiO_2光吸收限发生蓝移,对可见光部分的吸收明显增加;固体材料吸光性能强弱顺序Pd/WO_3-TiO_2>Cu/WO_3-TiO_2>Ag/WO_3-TiO_2>Ni/WO_3-TiO_2;金属Pd对CO2吸附能力过强,卧式吸附态脱附温度高,光催化效率不高;金属Cu对CO_2吸附能力适中,CO_2与C_3H_6脱附温度较接近,实现了“光-表面-热”协同作用,光量子效率最高,达到19.7%.

甲壳素负载金属离子催化氧化处理造纸废水的研究

以甲壳素负载金属离子(Pd2+)利用空气中的氧气催化氧化处理造纸废水,得到了负载金属离子的甲壳素对造纸废水进行催化氧化处理的较佳工艺条件。废水的pH为6.0～9.0,空气流量5.0L/min,Pd-甲壳素与废水质量比1.2×10-3,反应时间4.0h,处理效率在82%左右。

负载金属对SO_4^(2-)/ZrO_2催化剂超强酸性和反应性能的影响

本文研究了气氛和负载金属对SO_4^(2-)/ZxO_2超强酸催化剂正戊烷异构化反应性能的影响。SO_4^(2-)/ZrO_2催化剂在N_2中初活性较高,但稳定性很差,在H_2中活性很低。负载Pt可显著地改善催化剂的活性,选择性和稳定性,负载Ni则使催化剂活性反而降低。催化剂的红外光谱试验结果表明,H_2可使结合在ZrO_2上的SO_4^(2-),部分还原,减少超强酸位,Pt对SO_4^(2-)的还原有阻抑作用,使催化剂表面保留较多的超强酸位,同时又可产生新的强L酸位和B酸位,Ni则使催化剂表面超强酸位减少。将红外光谱结果与反应数据相关联能满意地解释各种催化剂在正戊烷异构化反应中的不同表现。

胶原纤维负载金属离子材料的制备及其吸附水中氟离子的作用机制

利用胶原纤维和几种金属盐制备了胶原纤维负载金属离子(MICF)的新型除氟材料,同时对其吸附水溶液中氟离子进行比较实验。结果表明胶原纤维负载锆(Ⅲ)(ZrCF)对氟的吸附性能较好,在4.0～9.0的pH范围内其吸附效应与离子强度基本无关,常见阴离子(Cl-,NO3-,SO24-)的存在对氟的吸附也未显示出干扰效应。通过扫描电子显微镜(SEM)、表面电荷、红外光谱(IR)对ZrCF的形态、性质和吸附机制进行了表征和探讨。SEM观察到金属离子均匀分散在胶原纤维上;用固相分布法测得ZrCF的等电点升高至9.0;结合吸附前后溶液pH变化和IR表征揭示了氟离子在ZrCF上的吸附以配位交换过程为主,吸附中Zr(Ⅳ)金属氧化物表面羟基与氟离子形成配位络合物,释放出H+。

碳纳米管负载金属Pt催化剂的制备和机理研究

本文报道了高温裂解法沉积铂纳米颗粒于碳纳米管壁的新方法。利用红外光谱技术考察了碳纳米管壁的官能团衍生化以及这些官能团与铂颗粒沉积间的关系。利用透射电镜(TEM)、X鄄射线粉末衍射(XRD)以及光电子能谱技术(XPS)对碳纳米管壁上负载的铂纳米颗粒进行了表征。结果表明,大小约为5nm的铂纳米颗粒以金属Pt(0)的形式均匀分散在纳米管表面,主要晶面定向为(111)面。同时,考察了甲醇在碳纳米管负载铂纳米颗粒复合材料电极上的电催化氧化。

活性炭负载金属改性对废水和废气处理的研究进展

活性炭表面化学改性方法包括氧化改性、还原改性和负载金属改性,本文主要介绍负载金属离子改性方法对活性炭性质的影响,以及综述了国内外学者对活性炭表面负载金属离子改性去除废水和废气中污染物质的研究进展。负载金属离子引起活性炭表面结构的变化。即比表面积,表面含氧量,孔结构,孔径分布,石墨碳网平面的变化而改变对污水中的有机物和重金属去除效果有显著的提高。

聚合型负载金属卟啉化合物的合成及光谱性能

聚合型负载金属卟啉化合物是均相催化领域中热门研究课题．通过邻苯二甲酰亚胺等合成了 苯并卟啉锌化合物－中位四苯基苯乙酰胺基苯并卟啉锌、中位四苯基甲基丙烯酰基本并卟啉锌，并 以聚甲基丙烯酸甲酯作为载体，将中位四苯基甲基丙烯酰基苯并卟啉锌进行了负载，采用间接法合 成了甲基丙烯酸甲酯负载的金属卟啉化合物，并对其光谱性能进行了表征．

炭材料负载金属催化剂在活化过硫酸盐中的应用进展

近年来,基于硫酸根自由基的高级氧化技术在环境污染治理中的应用受到越来越广泛的关注,而炭材料负载金属催化剂在活化过硫酸盐去除环境污染物方面展示出巨大的优势。全面总结了炭材料负载金属离子、金属单质、金属氧化物等而制备的不同催化剂在活化过硫酸盐中的作用机制以及对污染物的降解效果等方面的研究进展,并指出了该类催化剂在活化过硫酸盐氧化中的应用前景与未来的研究方向。

介孔碳材料及其负载金属催化剂的制备及应用研究进展

介孔碳材料具有较高比表面积、均一可控纳米孔分布和可调节的表面化学性能,在催化领域具有重要应用前景。综述了介孔碳材料及其负载金属催化剂的制备方法及催化应用进展。

活性炭负载金属Cu、Ag、Pd的吸附氯气性能研究

采用浸渍法制得了负载不同质量分数金属Cu、Ag和Pd的活性炭,并考察了其吸附氯气性能。研究表明,在相同温度和压力条件下负载金属Cu、Ag和Pd后,活性炭的氯气吸附性能有显著的提高。在30℃和0.28MPa,Cu、Ag和Pd负载量均为5%时,活性炭的氯气吸附量分别为32.73%、31.65%和32.55%;而相同条件下原活性炭的氯气吸附量为29.47%。

MgO负载金属双功能催化剂用于生物基山梨醇氢解制丙二醇、乙二醇和甘油（英文）

甘油、丙二醇和乙二醇是非常重要的化工原料和合成聚酯类、聚醚类树脂的单体,也可作为功能化合物直接应用于化妆品、食品及制冷等领域.随着生物炼制行业的发展,其作为生物基平台化合物在未来可以获得更为广泛的应用.从富含氧原子的纤维素出发制备甘油和二元醇,符合绿色化学化工的原子经济性、工艺经济性和生产过程清洁等原则,也是生物质资源化利用的重要途径.因此,近年来以纤维素及其衍生物糖和糖醇为原料,通过氢解反应制备甘油和二元醇的研究在国外已广泛开展.在目前已报道的氢解糖和糖醇研究中,几乎均采用包含金属催化剂和液体碱助剂的耦合催化体系,所用液体碱为NaO H,KOH和Ca(OH)2等,使用量很大.这些碱性助剂可以提高金属催化剂对糖醇加氢和氢解反应的催化活性,促进底物转化,但同时也不可避免地加剧了二醇产物进一步氢解和自身缩合反应,使产物选择性降低.在产物分离和提纯过程中,过高的碱浓度也会诱导甘油和二醇产品自身缩合,使分离困难,提高了分离成本.反应液的强碱性还增加了生产过程的设备成本.本文以固体碱MgO为载体,分别负载Ni,Co和Cu等金属制备出Ni-MgO,Co-MgO和Cu-MgO等双功能催化剂,应用于糖醇氢解反应,从而减少或避免使用液体碱添加剂.木质纤维素降解得到的单糖中含量最大的是六碳糖,本文以六碳糖加氢衍生物山梨醇为模型底物,考察了所制MgO负载金属双功能催化剂催化糖醇氢解制甘油和二元醇的活性和选择性,研究了反应条件对山梨醇氢解生成二醇和甘油的影响.山梨醇氢解反应在不锈钢反应釜中进行.采用气相色谱-质谱联用对氢解产物进行定性分析,采用气相色谱和离子色谱分别对反应中低沸点和高沸点产物进行定量分析.结果表明,在Ni-MgO,Co-MgO和Cu-MgO(其中活性金属和载体MgO的比例为1:3)三种催化剂上山梨醇均能高效转化为乙二醇、1,2-丙二醇和甘油;无论是否添加Ca(OH)2,山梨醇氢解活性顺序均为Ni-MgO>Co-MgO>Cu-MgO.三种催化剂上产物选择性有较大差异,Ni-MgO和Co-MgO对乙二醇和1,2-丙二醇具有较好的选择性,其中1,2-丙二醇与乙二醇比例约为2,而Cu-MgO催化剂对1,2-丙二醇选择性较高,1,2-丙二醇与乙二醇比例约为7.同时,考察了反应温度、压力和反应时间对三种催化剂上山梨醇转化活性和产物选择性的影响.随着温度升高,所有催化剂活性均显著增加,其中Ni-MgO和Cu-MgO催化山梨醇氢解对反应条件较为敏感,而Cu-MgO催化剂对反应条件不敏感.在Ni-MgO催化剂上,可以在较低的反应温度下获得较高的产物选择性.

室温下负载金属炭材料储氢的溢流机理研究

阐述了氢溢流机理的基本概念,总结了氢在负载金属上的吸附位置和解离方式、氢在金属颗粒与炭材料间的扩散方式、氢在炭表面上的吸附位和解吸机理。指出了负载金属炭材料在储氢应用中的多元合金和表面官能团等研究方向。